10、区块链共识算法、应用及扩展技术解析

区块链共识算法、应用及扩展技术解析

1. 随机节点选择与工作量证明的计算难题

在某些计算难题中，如寻找以特定字符开头的解，像“axxxxxxx”的解比“aaaxxxxx”更容易找到，因为后者约束更多。当多个不同节点同时解决此类计算难题时，无法预知哪个节点会率先找到答案。利用这一特性，可以随机选择一个解决难题并提出区块的节点，这种随机性是真正的随机，因为没有背后的算法控制。在公共区块链中，投入计算资源的节点需因诚实行为得到奖励，否则系统难以维持。

2. 权益证明（PoS）算法

• 基本原理 ：PoS 算法是一种流行的分布式共识算法，它并非关于挖矿，而是验证交易区块。没有因新币生成产生的挖矿奖励，矿工（更准确地说是验证者）仅获得交易费用。
• 参与验证条件 ：验证者需抵押一定数量的加密货币作为权益，才有资格参与交易验证。验证者产生区块的概率与其抵押的权益成正比，抵押越多，验证新区块交易的机会越大。例如，在以太坊网络中，若矿工拥有全部以太币（ETH）的 2%，则能处理以太坊上 2%的交易。
• 算法变体 ：PoS 算法有多种变体，如朴素 PoS、委托 PoS（DPoS，被比特股使用）、基于链的 PoS、BFT 风格的 PoS 和 Casper PoS（正在为以太坊开发）。
• 特点优势 ：与工作量证明（PoW）系统相比，PoS 系统中区块创建者是确定的（基于权益数量），因此运行速度更快。由于没有区块奖励，只有交易费用，所有数字货币需在一开始就全部创建，总量固定。此